(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全地球航法衛星システムの衛星から送信される信号を受信することにより測定された観測点の位置を示す観測位置情報を取得する観測位置情報取得手段と、
地図データを記憶する地図データ記憶手段と、
前記地図データが示す地図上における位置である地図上位置と、実際の位置である実位置とが既に特定されている予め設定された複数の参照点の中から、前記観測点を内包するように配置された少なくとも３個の前記参照点を選択する参照点選択手段と、
前記参照点選択手段により選択された少なくとも３個の前記参照点のそれぞれについて、前記地図上位置と前記実位置との差を示す参照点変位パラメータを算出する参照点変位算出手段と、
前記参照点選択手段により選択された少なくとも３個の前記参照点の前記参照点変位パラメータに基づいて、地図上における前記観測点の位置と実際の前記観測点の位置との差を示す観測点変位パラメータを算出する観測点変位算出手段と、
前記地図データと、前記観測位置情報と、前記観測点変位パラメータとに基づいて、前記観測点の位置を地図上に表示する地図表示手段と、
前記参照点選択手段により選択された少なくとも３個の前記参照点のそれぞれについて、連続観測が行われている複数の基準点のうち、前記参照点を内包するように配置された少なくとも３個の前記基準点を選択する基準点選択手段と、
前記基準点選択手段により選択された少なくとも３個の前記基準点のそれぞれについて、対応する前記参照点の前記実位置が特定された時点の位置と、該参照点の現時点の位置との差を示す基準点変位パラメータを算出し、算出した前記基準点変位パラメータに基づいて、前記参照点の前記実位置を補正する参照点補正手段とを備える
ことを特徴とする衛星測位地図表示システム。
【請求項２】
前記参照点変位パラメータおよび前記観測点変位パラメータは、前記地図データが示す地図上における位置を始点とし、実際の位置を終点とした変位ベクトルであり、
前記観測点変位算出手段は、
前記参照点が前記観測点に近くなるほど、該参照点の前記参照点変位パラメータの寄与が大きくなるように前記観測点変位パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の衛星測位地図表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全地球航法衛星システムを用いて取得した位置情報を地図上に表示する衛星測位地図表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）で代表される全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を用いて位置情報を取得し、取得した位置情報が示す位置を地図上に表示する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３２６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
日本列島における日々の地殻変動を含め、法令セミダイナミック基準に基づく公的地図の時差により、一般に利用される民間地図上の位置と、ＧＮＳＳ測位で得られる位置との間に差異が生じている。
【０００５】
近年、ＧＮＳＳ測位の精度向上に伴い、より正確な測位が可能となる一方、そのリファレンスとなる公的地図、または公的地図を利用した民間地図において、その位置情報の精度を維持することが困難になってきている。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、地図表示において位置情報の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の衛星測位地図表示システムは、観測位置情報取得手段と、地図データ記憶手段と、参照点選択手段と、参照点変位算出手段と、観測点変位算出手段と、地図表示手段とを備える。
【０００８】
観測位置情報取得手段は、全地球航法衛星システムの衛星から送信される信号を受信することにより測定された観測点の位置を示す観測位置情報を取得する。地図データ記憶手段は、地図データを記憶する。
【０００９】
参照点選択手段は、地図データが示す地図上における位置である地図上位置と、実際の位置である実位置とが既に特定されている予め設定された複数の参照点の中から、観測点を内包するように配置された少なくとも３個の参照点を選択する。なお、観測点を内包する際には、選択した少なくとも３個の参照点により形成される図形が、歪な形状にならないようにする必要がある。例えば三角形であれば、二辺が極端に長く且つ残りの一辺が極端に短くなる形状にならないようにする。
【００１０】
参照点変位算出手段は、参照点選択手段により選択された少なくとも３個の参照点のそれぞれについて、地図上位置と実位置との差を示す参照点変位パラメータを算出する。
観測点変位算出手段は、参照点選択手段により選択された少なくとも３個の参照点の参照点変位パラメータに基づいて、地図上における観測点の位置と実際の観測点の位置との差を示す観測点変位パラメータを算出する。
【００１１】
地図表示手段は、地図データと、観測位置情報と、観測点変位パラメータとに基づいて、観測点の位置を地図上に表示する。
このように構成された本発明の衛星測位地図表示システムによれば、観測点を内包する少なくとも３個の参照点における地図上位置と実位置との差に基づいて、地図上で表示される観測点の位置を、実際の観測点の位置に対して近くなるように補正することができ、地図表示において位置情報の精度を向上させることができる。
【００１２】
また本発明の衛星測位地図表示システムでは、参照点変位パラメータおよび観測点変位パラメータは、地図データが示す地図上における位置を始点とし、実際の位置を終点とした変位ベクトルであり、観測点変位算出手段が、参照点が観測点に近くなるほど、参照点の参照点変位パラメータの寄与が大きくなるように観測点変位パラメータを算出するようにしてもよい。
【００１３】
また本発明の衛星測位地図表示システムでは、基準点選択手段と、参照点補正手段とを備えるようにしてもよい。基準点選択手段は、参照点選択手段により選択された少なくとも３個の参照点のそれぞれについて、連続観測が行われている複数の基準点のうち、参照点を内包するように配置された少なくとも３個の基準点を選択する。なお、参照点を内包する際には、選択した少なくとも３個の基準点により形成される図形が、歪な形状にならないようにする必要がある。例えば三角形であれば、二辺が極端に長く且つ残りの一辺が極端に短くなる形状にならないようにする。参照点補正手段は、基準点選択手段により選択された少なくとも３個の基準点のそれぞれについて、対応する参照点の実位置が特定された時点の位置と、参照点の現時点の位置との差を示す基準点変位パラメータを算出し、算出した基準点変位パラメータに基づいて、参照点の実位置を補正する。
【００１４】
これにより、参照点の実位置が特定された時点の位置と、参照点の現時点の位置とが相違している場合に、参照点の位置を現時点の位置に近付くように補正した上で、観測点の位置を補正することができ、地図表示において位置情報の精度を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】衛星測位地図表示システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】地図補正表示処理を示すフローチャートである。
【図３】地図表示の具体例を示す図である。
【図４】地図補正処理を示すフローチャートである。
【図５】参照点の位置補正方法を説明するための図である。
【図６】観測点の位置補正方法を説明するための図である。
【図７】日本地図上において位置変動量を色で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の衛星測位地図表示システム１は、図１に示すように、スマートフォン２と、サーバ３とを備える。
【００１７】
スマートフォン２は、通信部２１と、表示部２２と、操作入力部２３と、位置検出部２４と、データ記憶部２５と、制御部２６とを備える。
通信部２１は、携帯電話の通信網を利用することにより、インターネット４を介してサーバ３との間でデータ通信を行う。
【００１８】
表示部２２は、スマートフォン２の筐体（不図示）の表面に設置され、表示画面に各種画像を表示する。
操作入力部２３は、表示部２２の表示画面上に設置されたタッチパネルと、表示部２２の表示画面の周囲に設置されたスイッチとを備える。そして操作入力部２３は、使用者がタッチパネルとスイッチを介して行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。
【００１９】
位置検出部２４は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を備え、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、スマートフォン２の位置を検出する。
データ記憶部２５は、各種データを記憶するための記憶装置であり、表示部２２の表示画面に地図画像を表示するための地図データを記憶する。
【００２０】
制御部２６は、通信部２１、操作入力部２３、位置検出部２４およびデータ記憶部２５からの入力に基づいて各種処理を実行し、通信部２１、表示部２２およびデータ記憶部２５を制御する。
【００２１】
サーバ３は、通信部３１と、データ記憶部３２と、制御部３３とを備える。
通信部３１は、携帯電話の通信網を利用することにより、インターネット４を介してスマートフォン２との間でデータ通信を行う。データ記憶部３２は、各種データを記憶するための記憶装置である。
【００２２】
制御部３３は、通信部３１からの入力に基づいて各種処理を実行し、通信部３１およびデータ記憶部３２を制御する。
このように構成された衛星測位地図表示システム１において、スマートフォン２の制御部２６は、地図補正表示処理（後述）を実行し、サーバ３の制御部３３は、地図補正処理（後述）を実行する。
【００２３】
まず、スマートフォン２の制御部２６が実行する地図補正表示処理の手順を説明する。地図補正表示処理は、地図補正表示処理の実行を要求する入力操作情報を操作入力部２３から取得すると実行される。
【００２４】
この地図補正表示処理が実行されると、制御部２６は、図２に示すように、まずＳ１０にて、位置検出部２４に現在位置を検出させ、検出した現在位置を示す現在位置情報を位置検出部２４から取得する（図３の現在位置アイコンＩＣ１を参照）。その後Ｓ２０にて、地図の補正をサーバ３に対して要求する地図補正要求情報と、Ｓ１０で取得した現在位置情報とを、通信部２１からサーバ３へ送信する。
【００２５】
そしてＳ３０にて、サーバ３から補正後位置情報（後述）を受信したか否かを判断する。ここで、補正後位置情報を受信していない場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ３０の処理を繰り返すことにより、補正後位置情報を受信するまで待機する。そして、補正後位置情報を受信すると（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ４０にて、地図上において補正後位置情報が示す位置に、現在位置を示すアイコンが重畳して表示されるように（図３の現在位置アイコンＩＣ２と矢印ＡＬを参照）、表示部２２に画像表示させ、地図補正表示処理を終了する。
【００２６】
次に、サーバ３の制御部３３が実行する地図補正処理の手順を説明する。地図補正処理は、サーバ３の動作中に繰り返し実行される処理である。
この地図補正処理が実行されると、制御部３３は、図４に示すように、まずＳ１１０にて、スマートフォン２からの地図補正要求情報を通信部３１で受信したか否かを判断する。ここで、地図補正要求情報を受信していない場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、地図補正処理を一旦終了する。一方、地図補正要求情報を受信した場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０にて、地図補正要求情報とともに受信した現在位置情報が示す位置を観測点Ｐとして、観測点Ｐ付近に位置する参照点Ｒを３個以上選択する。但し、選択した参照点Ｒを頂点とする多角形が凸包により観測点Ｐを内包するように参照点Ｒを選択する。なお、観測点Ｐを内包する際には、選択した少なくとも３個の参照点Ｒにより形成される図形が、歪な形状にならないようにする必要がある。例えば三角形であれば、二辺が極端に長く且つ残りの一辺が極端に短くなる形状にならないようにする。また、参照点Ｒの位置は、準天頂衛星およびＧＰＳ衛星等で構成された衛星測位システムを利用して予め測位されており、参照点Ｒの位置を示す参照点位置情報がデータ記憶部３２に予め記憶されている。以下、Ｓ１２０で選択されたｎ個（ｎは３以上の整数）の参照点Ｒをそれぞれ、参照点Ｒ１、参照点Ｒ２、・・・参照点Ｒｎ−１、参照点Ｒｎと表記する。
【００２７】
次にＳ１３０にて、Ｓ１２０で選択したｎ個の参照点Ｒ１,Ｒ２,・・・,Ｒｎ−１,Ｒｎのそれぞれについて、参照点Ｒｉ（ｉ＝１，２・・・, ｎ−１,ｎ）の付近に位置する電子基準点Ｅを３個選択する。但し、選択した電子基準点Ｅを頂点とする三角形が参照点Ｒｉを内包するように電子基準点Ｅを選択する。以下、Ｒｉに対して選択された３個の電子基準点Ｅをそれぞれ、電子基準点Ｅｉ１、電子基準点Ｅｉ２、電子基準点Ｅｉ３と表記する。なお、参照点Ｒｉを内包する際には、選択した３個の電子基準点Ｅにより形成される図形が、歪な形状にならないようにする必要がある。例えば三角形であれば、二辺が極端に長く且つ残りの一辺が極端に短くなる形状にならないようにする。
【００２８】
電子基準点Ｅは、国土地理院により全国約１２００箇所に設置されている。そして国土地理院は、電子基準点Ｅの観測データに基づいて、電子基準点Ｅの位置を高精度に計測している。また国土地理院は、電子基準点Ｅの日々の座標値を国土地理院のホームページで公開している。電子基準点Ｅの日々の座標値は、Ｆ３解と呼ばれており、サーバ３のデータ記憶部３２に予め記憶される。
【００２９】
その後Ｓ１４０にて、Ｓ１２０で選択したｎ個の参照点Ｒ１,Ｒ２,・・・,Ｒｎ−１,Ｒｎのそれぞれについて、Ｓ１３０で選択した電子基準点Ｅを用いて位置の補正を行う。
具体的には、まず、参照点Ｒｉの位置が測定された時点での参照点Ｒｉ、電子基準点Ｅｉ１、電子基準点Ｅｉ２および電子基準点Ｅｉ３の位置をそれぞれ、位置ｐ（Ｒｉ）、位置ｐ（Ｅｉ１）、位置ｐ（Ｅｉ２）および位置ｐ（Ｅｉ３）と表記する。
【００３０】
また、現時点での参照点Ｒｉ、電子基準点Ｅｉ１、電子基準点Ｅｉ２および電子基準点Ｅｉ３の位置をそれぞれ、位置ｐ’（Ｒｉ）、位置ｐ’（Ｅｉ１）、位置ｐ’（Ｅｉ２）および位置ｐ’（Ｅｉ３）と表記する。
【００３１】
位置ｐ（Ｅｉｊ）から位置ｐ’（Ｅｉｊ）への変位は、電子基準点Ｅの日々の座標値（Ｆ３解）により得られる。
位置ｐ（Ｅｉｊ）を始点とし位置ｐ’（Ｅｉｊ）を終点とする変位ベクトルをｖｉｊと表記すると、位置ｐ（Ｅｉｊ）と位置ｐ’（Ｅｉｊ）との関係は下式（１）で表される（図５を参照）。
【００３２】
【数１】
0005813181.tif 000002
そして、ｎ個の参照点Ｒ１,Ｒ２,・・・,Ｒｎ−１,Ｒｎのそれぞれについて、参照点Ｒｉの地図上での位置と現時点における参照点Ｒｉの位置との差を算出する。
【００３３】
具体的には、参照点Ｒｉと電子基準点Ｅｉｊとの距離をｄｉｊと表記し、位置ｐ（Ｒｉ）を始点とし位置ｐ’（Ｒｉ）を終点とする変位ベクトルをｖｉと表記して、下式（２）により変位ベクトルｖｉを算出する。
【００３４】
【数２】
0005813181.tif 000003
さらに、下式（３）により位置ｐ’（Ｒｉ）を算出する（図５を参照）。
【００３５】
【数３】
0005813181.tif 000004
そして、式（３）で算出される位置ｐ’（Ｒｉ）を、現時点における参照点Ｒｉの位置として補正する。
【００３６】
次にＳ１５０にて、参照点Ｒｉの地図上での位置を位置ｐｍ（Ｒｉ）と表記し、参照点Ｒｉの地図上での位置ｐｍ（Ｒｉ）を始点とし位置ｐ’（Ｒｉ）を終点とする変位ベクトルをＶｉと表記して、ｎ個の参照点Ｒ１,Ｒ２,・・・,Ｒｎ−１,Ｒｎのそれぞれについて、下式（４）により変位ベクトルＶｉを算出する（図５を参照）。
【００３７】
【数４】
0005813181.tif 000005
そしてＳ１６０にて、観測点Ｐの地図上での位置を補正する。具体的には、まず、観測点Ｐと参照点Ｒｉとの距離をＤｉと表記して、下式（５）により補正ベクトルＶｐを算出する（図６を参照）。なお、観測点Ｐの地図上での位置を補正する前に、補正した参照点の時系列誤差を修正する必要がある。
【００３８】
【数５】
0005813181.tif 000006
そして、観測点Ｐの地図上での位置を位置ｐｍ（Ｐ）と表記し、補正後における観測点Ｐの地図上での位置を位置ｐ’ｍ（Ｐ）と表記して、下式（６）により位置ｐ’ｍ（Ｐ）を算出する（図６を参照）。以下、位置ｐ’ｍ（Ｐ）を補正後観測点位置ｐ’ｍ（Ｐ）という。
【００３９】
【数６】
0005813181.tif 000007
その後Ｓ１７０にて、Ｓ１６０で算出した補正後観測点位置ｐ’ｍ（Ｐ）を示す補正後位置情報を通信部３１からスマートフォン２へ送信し、地図補正処理を一旦終了する。
【００４０】
このように構成された衛星測位地図表示システム１は、ＧＮＳＳ衛星から送信される信号を受信することにより測定された観測点Ｐの位置を示す現在位置情報を取得する（Ｓ１０）。また衛星測位地図表示システム１のスマートフォン２が備えるデータ記憶部２５は、地図データを記憶する。
【００４１】
そして衛星測位地図表示システム１は、予め設定された複数の参照点Ｒの中から、観測点Ｐを内包するように配置された少なくとも３個の参照点Ｒを選択する（Ｓ１２０）。さらに衛星測位地図表示システム１は、選択されたｎ個の参照点Ｒｉ（ｉ＝１，２・・・, ｎ−１,ｎ）のそれぞれについて、地図上における参照点Ｒｉの位置と実際の参照点Ｒｉの位置との差を示す変位ベクトルＶｉを算出する（Ｓ１５０）。
【００４２】
そして衛星測位地図表示システム１は、選択されたｎ個の参照点Ｒｉ（ｉ＝１，２・・・, ｎ−１,ｎ）の変位ベクトルＶｉに基づいて、上式（５）により、地図上における観測点Ｐの位置と実際の観測点Ｐの位置との差を示す補正ベクトルＶｐを算出する（Ｓ１６０）。なお上式（５）では、参照点Ｒｉが観測点Ｐに近くなるほど、参照点Ｒｉの変位ベクトルＶｉの寄与が大きくなるように補正ベクトルＶｐが算出される。
【００４３】
その後に、衛星測位地図表示システム１のスマートフォン２は、地図データと、現在位置情報と、補正ベクトルＶｐとに基づいて、上式（６）により、観測点Ｐの位置を地図上に表示する（Ｓ４０）。
【００４４】
このように構成された衛星測位地図表示システム１によれば、観測点Ｐを内包する少なくとも３個の参照点Ｒにおける地図上の位置と実際の位置との差に基づいて、地図上で表示される観測点Ｐの位置を、実際の観測点Ｐの位置に対して近くなるように補正することができ、地図表示において位置情報の精度を向上させることができる。
【００４５】
また衛星測位地図表示システム１は、選択されたｎ個の参照点Ｒｉ（ｉ＝１，２・・・, ｎ−１,ｎ）のそれぞれについて、参照点Ｒｉを内包するように配置された３個の電子基準点Ｅを選択する（Ｓ１３０）。そして衛星測位地図表示システム１は、選択された３個の電子基準点Ｅｉｊ（ｊ＝１，２,３）のそれぞれについて、対応する参照点Ｒｉの実際の位置が特定された時点の位置と、参照点Ｒｉの現時点の位置との差を示す変位ベクトルｖｉｊを算出し、算出した変位ベクトルをｖｉｊに基づいて、参照点Ｒｉの実際の位置を補正する（Ｓ１４０）。
【００４６】
これにより、参照点Ｒの実際の位置が特定された時点の位置と、参照点Ｒの現時点の位置とが相違している場合に、参照点Ｒの位置を現時点の位置に近付くように補正した上で、観測点Ｐの位置を補正することができ、地図表示において位置情報の精度を更に向上させることができる。
【００４７】
以上説明した実施形態において、Ｓ１０の処理は本発明における観測位置情報取得手段、データ記憶部２５は本発明における地図データ記憶手段、Ｓ１２０の処理は本発明における参照点選択手段、Ｓ１５０の処理は本発明における参照点変位算出手段、Ｓ１６０の処理は本発明における観測点変位算出手段、Ｓ４０の処理は本発明における地図表示手段である。
【００４８】
また、Ｓ１３０の処理は本発明における基準点選択手段、Ｓ１４０の処理は本発明における参照点補正手段である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【００４９】
例えば上記実施形態では、地図画像に対して現在位置アイコンを移動させることにより、地図上における現在位置を補正するものを示したが、現在位置アイコンに対して地図画像を移動させるようにしてもよい。
【００５０】
上記実施形態では、参照点Ｒｉを内包するように配置された３個の電子基準点Ｅを選択するものを示したが、４個以上の電子基準点Ｅを選択するようにしてもよい。
上記実施形態では、国土地理院により設置された電子基準点Ｅを用いて参照点Ｒｉの位置の補正を行うものを示した。しかし、電子基準点のように、測量法にて定められた連続観測が行われる基準点でなくても、例えば携帯電話の基地局等に私設の連続観測点を設置し、それを用いて参照点Ｒｉの位置の補正を行うようにしてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、国土地理院のホームページで公開している電子基準点Ｅの日々の座標値を用いて電子基準点Ｅの位置の補正を行うものを示した。上記実施形態では、このように電子基準点Ｅの日々の座標値を取得している。このため、衛星測位地図表示システム１において、サーバ３が、スマートフォン２に対して、例えば図７に示すように、地図上の位置と、対応する位置における位置変動量（例えば、地殻変動による位置変動量）の大きさとの対応関係を示す情報を提供するようにしてもよい。図７では、位置変動量の大きさを色で示している。
【符号の説明】
【００５２】
１…衛星測位地図表示システム、２…スマートフォン、３…サーバ、４…インターネット、２１…通信部、２２…表示部、２３…操作入力部、２４…位置検出部、２５…データ記憶部、２６…制御部、３１…通信部、３２…データ記憶部、３３…制御部
【要約】
【課題】地図表示において位置情報の精度を向上させる
【解決手段】衛星測位地図表示システム１は、ＧＮＳＳ衛星からの信号を受信することにより観測点Ｐの位置を示す現在位置情報を取得する。スマートフォン２のデータ記憶部２５は、地図データを記憶する。衛星測位地図表示システム１は、複数の参照点Ｒの中から、観測点Ｐを内包するように配置された少なくとも３個の参照点Ｒを選択する。さらに、選択されたｎ個の参照点Ｒｉ（ｉ＝１，・・・,ｎ）のそれぞれについて、地図上における参照点Ｒｉの位置と実際の参照点Ｒｉの位置との差を示す変位ベクトルＶｉを算出する。そして、変位ベクトルＶｉに基づいて、地図上における観測点Ｐの位置と実際の観測点Ｐの位置との差を示す補正ベクトルＶｐを算出する。その後にスマートフォン２は、地図データと現在位置情報と補正ベクトルＶｐとに基づいて、観測点Ｐの位置を地図上に表示する。
【選択図】図１【図１】
0005813181.tif 000008
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図７】
0005813181.tif 000014